本发明涉及碱化、板结地用速效肥料及其制造方法。 我国碱化土壤分布相当广泛,又由于目前发展灌溉和农田施用化肥,导致大面积土壤碱化和板结,严重碱坏了土壤理化性状,造成报酬递减恶果。对于碱化和板结土壤的改良,虽已有不少经验,如种稻改良、施用有机肥料、种植绿肥、平整土地,起碱翻土等,但这些措施费工费时,改良的速度和效果均不理想。CN89106609.8中公开一种盐碱土壤专用复合肥料,该肥料是将天然沸石与泥煤及适量含氮、磷元素肥料混合,并加入少量元素锌而制得,尽管它对改变土壤结构、降低土壤中有害离子对植物的危害有一定作用,但其改良速度比较缓慢,文献中尚未报导用于改良碱化、板结地的速效肥料。
本发明目的在于提供一种用于改良碱化、板结地的速效肥料及其制造方法,施用后能快速降低土壤pH值,改善土壤理化性状,调节土壤水肥气热状况,加强土壤中微生物活动,充分提供作物营养,以达增产效果。
本发明提供的一种碱化、板结地用速效肥料,其特征在于它是以煤炭生产废料含煤黄铁矿、煤矸石、煤炭为原料,经混合、焙烧、水洗、浓缩结晶而制成,原料中含煤黄铁矿、煤矸石、煤炭的重量百分比为80∶15∶5。
本发明提供的一种碱化、板结地用速效肥料的制造方法包括如下步骤:
A、焙烧:
将含煤黄铁矿、煤矸石、煤炭按重量百分比为80∶15∶5的比例混匀入窑,在400℃焙烧15小时,然后用碎矿石封火,再在100-200℃的低温下缓慢氧化6天左右;
B、水洗、过滤、澄清:
将焙燃得到的中间产物置于水洗池中,加水搅拌以使其溶解,水面超过待溶解物面3-6厘米,2小时后,将溶液过滤,滤液放入澄清池,静置5小时即得清液,滤渣返回焙烧工序作封火物料继续焙烧;
C、浓缩、结晶:
将B中得到的清液置于耐腐蚀浓缩锅内,加热浓缩,随着温度的升高,锅内气泡增多,接近浓缩终点时,锅内气泡减至极少,然后将浓缩产物放入结晶池静止冷却,5小时后结晶析出,使该结晶自然干燥,粉碎后即得成品肥料。
本发明的碱化、板结地用速效肥料是一种酸性、多元素无机肥料,经山西农科院中心实验室检验结果表明,它既含有植物生长必需的大量元素氮、硫、磷、钾、钙、镁,又含有植物生长不可缺少的微量元素铁、铜、锌、锰等,大部分金属元素是以硫酸盐的形态存在,其中硫酸铁Fe2(SO4)3的含量较高,约为20%左右。
本发明肥料的改土作用主要是它具有酸性,能和碱化,板结土壤中的碱性物质发生中和反应,并溶解土壤中的CaCO3,使钙离子替代土壤胶体表面的钠离子,从而降低土壤的pH值,改善土壤的理化性状。
本发明采用煤炭生产中的变料含煤黄铁矿为主要原料,以煤矸石、煤炭为助燃料。含煤黄铁矿的主要成分是硫和铁,分子式为FeS2,杂质为少量铜、锌、钴、镍、砷、硒的硫化物,并含有铝、镁、钙、钡地碳酸盐和硫酸盐等。将含煤黄铁矿、煤矸石、煤炭按比例混合后进行焙烧,焙烧过程的主要反应如下:
低温
焙烧后中间产物的主要成分是Fe2(SO4)3及其它金属的硫酸盐,矿石中微量的砷、硒硫化物在焙烧时变为三氧化二砷和二氧化硒挥发掉,矿石中所含的铝、镁、钙、钡的硫酸盐在焙烧过程中并不分解,这些金属的碳酸盐和铜、锌硫化物,因为焙烧温度不高,最后都变成硫酸盐留在中间产物中。焙烧后得到的中间产物经水洗、过滤、澄清,其中Fe2(SO4)3等强酸盐显著水解,生成呈酸性的溶胶体,颜色为深棕色,主要反应如下:
溶胶体
…………
将澄清后得到的清液(溶胶体)浓缩时,主要反应如下:
溶胶体
…………
本发明的速效肥料可单独施用,也可与其它化学肥料混合施用,尤其和有机肥料混合施用效果更佳,施用时可采取撒布法、根施法,施用量可根据土壤pH值而定。
本发明肥料不仅适用于碱化、板结地,也适用于复垦地、粘土地、水田、旱地,它可作底肥,也可作追肥,同时还具有防止作用倒伏、提高作物品质,防治作物病虫害的作用。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、肥效高:施用后能快速降低土壤pH值,提高土壤肥力,增产效果明显;
2、以煤炭生产废料含煤黄铁矿为主要原料,原料易得,且变“废”为宝;
3、制造方法简单,生产过程无废水产生,废气可进一步制硫磺,废渣可作氧化铁红,既能综合利用,又无环境污染;
4、包装、运输、使用十分方便。
实施例:
将含煤黄铁矿4000kg、煤矸石750kg、煤炭250kg混匀入窑,在400℃焙烧15小时,然后用2000kg碎矿石将火苗封严,继续在100-200℃的低温下缓慢氧化6天左右;
将焙烧得到的中间产物置于水洗池中,加水搅拌以使其溶解,水面超过待溶解物面5厘米,搅拌间断进行,2小时后,将溶液过滤,滤液放入澄清池,静置5小时,清液为中间产物,滤渣返回焙烧工序作封火物料继续焙烧。
将澄清得到的清液放入耐腐蚀浓缩锅加热浓缩,浓缩时,锅内气泡增多,随着时间的延长,锅内气泡减少,当锅内只有少量气泡冒出时,说明已接近浓缩终点,即可放锅。
将浓缩得到的产物放入结晶池静止冷却,5小时后结晶析出,使该结晶自然干燥,粉碎后即得成品肥料。
按本发明方法,每制造一吨成品肥料需消耗三吨含煤黄铁矿。
经十多年田间反复试验证明,在碱化、板结地施用本发明肥料,作物平均亩增产区25-35%。若年产5万吨该肥料,按亩施100斤计,可施100万亩农田,即可增产粮食一亿五千万斤。可见经济效益十分可观。